新增20万m~3高炉煤气柜的方案概述

15

新增20万m3高炉煤气柜的方案概述

包来友

(能源中心)

摘　要:南钢江边新区自投产以来一直存在高炉煤气压力波动较大,影响大高炉热风炉烧炉和焦炉加热制度的稳

定。重点描述新建2#20万m3高炉煤气柜的必要性和气柜选型,气柜建成后对煤气平衡的影响。

关键词:高炉煤气　煤气平衡　干式煤气柜

SchemeDescriptionofNew200,000mGasHolder

BaoLaiyou

(EnergySourcesCentre)

Abstract:Thepressurefluctuationofblastfurnacegasinfluencesstabilityofheatingsystemofhotblastfurnace,burnstoveandcokeovensinceputtingintoproduction.Thepaperintroducesthenecessityofbuildinganew#2200,000m3gasholderanditsselection.Theinfluenceongasbalanceafterbuildingthenewgasholderisalsointroduced.Keywords:blastfurnacegas;gasbalance;drygasholder

3

1　南钢煤气现状

南钢目前现有350～400m高炉5座、2000m高炉

1座、2500m高炉1座,2150t转炉、3500mm炉卷轧机、255孔焦炉、160孔焦炉、265t热电和3座5万发电机组

3

3

3

表1　现阶段高炉煤气平衡表

序号

123

名称煤气发生量用户使用量煤气平衡后

作业小时平衡

130万m3/h128万m/h2万m/h

33

年平衡

112亿m3110亿m2亿m

33

等,高炉煤气(BFG)发生量130万m/h。高炉煤气除供高炉热风炉自用45万m3/h外,其余供242孔焦化、255孔焦化、160孔焦化、球团、中型、带钢、棒材、中板、高线、中厚板卷、石灰、235T锅炉、两座1.2万机组、3座5万机组使用。高炉煤气平衡参见表1,从表1可以看出,煤气发生量减去用户使用量,每小时富余煤气为2万,均通过老区一座20万m3高炉煤气柜来平衡煤气。

3

表2　800万吨钢规模高炉煤气平衡表

序号

123

名称煤气发生量用户使用量煤气平衡后

作业小时平衡

168万m/h160万m3/h8万m3/h

3

年平衡

145亿m

3

138亿m37亿m3

　　目前南钢只有一个20万m3高炉煤气柜,除去上下限保安容量,实际容量有限,因而造成高炉煤气管网的

2　新建气柜的必要性

由于公司2010年末将形成800万吨钢的规模,煤气平衡将发生较大的变化(参见表2)。

压力波动大,新区没有一座高炉煤气柜平衡煤气压力。

3#大高炉2010年即将竣工,煤气发生量将增加38万m/h,热风炉单烧或双烧时,瞬间小时煤气放散量

3

16

南钢科技与管理　　　　　　　　　　　　　2010年第2期

将达到8万m3

/h。南钢江边新区如果不配套建设高炉气柜作为缓冲,多余的煤气将白白浪费,且造成环境污染。一旦一座大高炉停产,将造成江边新区高炉煤气管网压力波动极大,影响大高炉热风炉炉温和新区焦炉加热温度的稳定。因此南钢现有的燃气存储设施已不能满足要求,急需配套建设1座20万m3高炉煤气柜(2

#),以保证江边新区高炉煤气管网的安全运行和压力的

稳定。3　气柜的选型

高炉煤气柜的容量,必须满足以下四个方面的需要。

3.1　大高炉突然休风的安全容量

大高炉突然休风,煤气发生量急剧减少,电厂锅炉或其他用户停用煤气需要一定的时间,在此时间内需继续供给高炉煤气,所需煤气平时贮于柜内,休风时由煤气柜供给。

3.2　煤气波动调节容量

用户在正常生产情况下,煤气的发生和使用的不断变化,常造成煤气供需的不平衡,煤气柜用来调节这种不平衡所需的贮气容量称为波动调节容量。3.3　突然发生的过剩煤气安全容量

当煤气发生量突然增多,煤气柜不可能完全吸收的情况下,需要打开煤气放散塔进行放散,由于打开煤气放散塔有滞后时间,在这个时间内,增多的煤气需进入柜内,煤气柜应经常保留这部分容积,以吸收突然产生的过剩煤气。3.4　煤气柜安全容量

为使煤气柜在生产中安全运行,不允许升到最高点或降至最低点,以免碰撞柜顶或底座而损坏,为此应留出上、下保安容量。干式煤气柜约为总柜容量的10%。

在气柜容积的计算上,从高径比、风压、雪压等方面进行推敲,保证调峰、稳压的最大进出气量的情况下,活塞升降速度不超过1.5m/min。

从以上四个方面进行考虑,确定了南钢高炉煤气柜的容积为20万m3。

用于储存高炉煤气的气柜有湿式和干式两种。我国在80年代前建的煤气柜均为湿式煤气柜,80年代以后建的煤气柜则大多为干式柜。干式煤气柜和湿式气柜相比具有占地少,工作重量轻,储气压力高,工作压力稳定,没有大量的污水排放,维护工作量少和使用年限长等优点。

干式稀油密封气柜又分为多边形(MAN型)和圆柱型(POC型),由于MAN型柜压力一般在8kPa左右,超过

8kPa一般选用POC型柜,故2#20万m3

煤气柜选择POC型。

4　2#20万m3

煤气柜建成后对煤气平衡的影响4.1　减少高炉煤气管网压力波动,降低煤气放散量

高炉煤气压力很低时,2#20万m3

高炉气柜输出煤气保证用户生产不受影响;当高炉煤气压力升高时,气柜存储剩余的煤气,减少煤气放散量,并可大大减少煤气管网压力波动。

4.2　保证大高炉休风时用户生产不受影响

目前4#焦炉用焦炉煤气加热,3#大高炉建成后改用高炉煤气加热,那么炼铁新厂3座焦炉高炉煤气总用量将达到19万m3

/h。如果一座大高炉短时间休风,将减少外供煤气24～28万m3/h,这时可以打开江边2#

20万m3

煤气柜补充管网,保证炼铁新厂3座焦炉等用

户的正常生产不受任何影响。4.3　保证用户混合煤气热值稳定

利用2#20万m3

煤气柜参与管网运行,稳定管网压力,可大大提高西区混合煤气热值的稳定率,使中厚板卷厂、中板厂、高线厂等用户的加热炉热工制度稳定,改善轧钢产品的质量,提高加热炉的煤气利用效率,从而降低煤气消耗量。

(下转第14页)

14南钢科技与管理　　　　　　　　　　　　　2010年第2期

4　问题讨论

1)支护结构应满足特殊条件下的基坑稳定性要

求,且具针对性、可行性;

2)土岩结合地层中支护桩吊脚情况宜采取有效

措施,以控制桩端稳定,进而利于基坑整体稳定;基坑坑壁土岩过度段,应加强坑壁的稳定性加固措施;

3)支护结构变形、位移过大,应停止开挖,加强

临时锚杆或钢板支护等措施的作用;严格控制基坑周边的超载,出现局部破坏应及时卸载、补强以免造成连锁破坏反应;

4)岩石基坑开挖,应注意有影响稳定的较大结

构面的出露情况,及时进行补强加固;

5)开挖过程中,密切关注地表水及地下水情况,

并及时采取有效措施,雨季施工应特别注意雨水的影响;坑内出现有异常水量时,应停止开挖,及时查明原因,进行堵漏或注浆处理;开挖后桩间土有渗水时,宜在坡面设置泄水孔或实施临时喷锚;

6)确保基坑整体稳定安全,应制订系统、周密、

动态的基坑监测方案。

(上接16页)5　投资及效益测算5.1　投资情况

新建2#20万m3

高炉煤气柜,系统总投资费用为6440万元:其中柜体4813万元、柜区配套380万元、总图114万元、外供电130万元、接水蒸汽70万元、施工措施、设计及其他费用840万元、预备费

88万元(未含地基处理费)。

5.2　效益测算

2#20万m3

煤气柜建成后,利用气柜的调峰作用,

每年可减少煤气放散量达到3.5亿m3,折合标煤

3.7万t,按标煤630元/吨来算,约合人民币2300万元,

经测算投资成本3年左右即可回收。间接效益更大,考

5　结束语

通过系统的分析、对比,超深小口径圆形基坑的支护形式可根据地质条件、周边环境条件的不同,采取具针对性、且可行的特殊方案。对于土岩结合地质条件下的情况可采取排桩、环拱、斜拉锚杆联合支护体系。

支护方案要确保基坑工程的安全以及周围建

(构)筑设施、道路、管线等环境的安全,同时要从施

工设备条件、材料、工期以及环境保护等多方面综合研究其经济合理性、施工便利性和工期保证性。

基坑周边环境条件是支护形式选择的重要依据,同时也是基坑工程的重要保护对象,更是基坑监测内容的重点反应。

方案的实施体现在详细的、符合设计的基坑开挖施工组织设计上,其对基坑工程的稳定、安全至关重要;同时动态、科学、系统的监测更是基坑工程安全的有利保证。

虑到大高炉发生事故或休风时,高炉煤气压力变得很

低,2#20万m3

煤气柜向外送气保压,可避免相当多的

轧钢用户停产保温。5.3　环保效益

每年可减少放散煤气3.5亿m3,减少CO排放量,防止大气污染。

6　结束语

随着南钢2#20万m3气柜的建成,将大大减少江边新区高炉煤气管网压力波动,有效调节江边新区高炉煤气产气和用气的平衡,既满足生产又减少煤气放散,保证用户混合煤气热值稳定,经济效益较好。